Мерење концентрације урее у процесима денитрације

Строги прописи о квалитету ваздуха широм света захтевају од индустријских постројења да контролишу емисије азотних оксида (NOx). Уреа, безбедна и стабилна супстанца, често се користи у системима за денитрацију ради смањења NOx. Кључ је уравнотежити количину убризгане урее са нивоима NOx у реалном времену у димним гасу како би се постигло жељено смањење NOx без проблема.

UПрекомерно дозирање не смањује NOx довољно, што ризикује непоштовање прописа. Прекомерно дозирање троши реагенс, повећава трошкове и узрокује „изливање амонијака“ - нереаговани амонијак који излази у атмосферу. Изливање амонијака је скупо, штетно по животну средину и може формирати лепљиве соли попут амонијум бисулфата и амонијум сулфата, које прљају опрему, смањују ефикасност и узрокују штету.

Погледајте још апликација

Изазови онлајн праћења урее

Обрастање, кристализација и корозија

Обарањеје стални проблем, посебно када се тврда вода користи за разблаживање чврсте сировине урее. Минерали у тврдој води могу се исталожити из раствора, што доводи до каменцања и зачепљења критичних компоненти, укључујући млазнице за убризгавање и сензоре. Ова појава може проузроковати нетачна мерења и захтевати често, скупо одржавање и чишћење, значајно смањујући време рада система.

Кристализацијавероватно се јавља на ниским температурама издувних гасова (обично испод 200−250∘C) и на површинама где раствор урее удара у зидове цеви, формирајући филм. Дебљи филм, често узрокован повећањем запремине прскања или величине капљица, отежава молекулима урее да потпуно испаре, што доводи до стварања кристала. Овај процес је главни узрок зачепљења сензора и млазница.

Theкорозивна природаСамог раствора урее представља значајну претњу за инструментацију. Синтеза урее подразумева формирање амонијум карбамата, високо корозивног међупроизвода који може брзо да разгради конвенционалне материјале, што доводи до катастрофалног квара опреме. Избор материјала за инструментацију стога мора бити примарно разматрање, јер стандардне компоненте могу постати нефункционалне и захтевати сталну замену у овом агресивном окружењу.

Имате питања о оптимизацији производних процеса?

Контакт са инжењерима

Утицај динамичких услова процеса на мерење

Физичка својства саме течности уводе сложеност у прецизно мерење. Густина воденог раствора је веома осетљива и на температуру и на притисак. Чак и мале варијације температуре могу значајно утицати на измерену концентрацију азота урее. Очитавања могу значајно да одступају и дају нетачне податке систему управљања без одговарајуће компензације температуре. Ова варијабилност истиче критичну потребу за сензором концентрације урее који укључује компензацију температуре у реалном времену како би се исправиле ове флуктуације процеса.

Слично томе, фактори попут брзине протока, вискозности и присуства увучених ваздушних мехурића могу довести до значајне нестабилности и грешака мерења, захтевајући дизајн сензора који је инхерентно робустан и поуздан у динамичким радним условима.

Лонметарско решење: Мерач концентрације урее

Принцип рада сензора концентрације урее

Мерач концентрације урее у процесу је линијски сензор који се примењује за континуирано мерење концентрације или густине бинарних течности у цевоводима, резервоарима и другим посудама. Резонантна фреквенција вибрирајуће звучне виљушке мења се директно обрнуто пропорционално маси и густини флуида који је окружује. Сензор се састоји од виљушке у облику слова U која је електронски покретана да вибрира на прецизној резонантној фреквенцији. Када је ова виљушка уроњена у флуид, маса флуида се додаје ефективној маси виљушке, што доводи до смањења њене фреквенције вибрација. Напредна електроника сензора континуирано прати ово померање фреквенције. Корелирањем овог померања фреквенције са унапред програмираном калибрационом кривом, инструмент може да обезбеди прецизно и поновљиво мерење густине флуида.

Права иновација лежи у трансформацији основног очитавања густине у функционалну вредност концентрације. Лонметар то постиже интеграцијом високопрецизног температурног сензора директно у сонду. Овај сензор пружа податке о температури у реалном времену интерној процесорској јединици, која затим примењује софистицирани алгоритам за компензацију температуре. Овај процес коригује очитавање густине назад на стандардну референтну температуру, минимизирајући ефекте флуктуација температуре процеса. Ова коригована вредност густине се затим претвара у специфичну концентрацију, као што је проценат по тежини. Овај двостепени процес – мерење физичког својства (густине) праћено трансформацијом путем калибрационе криве и компензације температуре – је кључ за обезбеђивање тачног и поузданог мерења концентрације урее.

Инхерентни дизајн сензора са звучном виљушком пружа значајну предност у захтевном окружењу денитрације. Без малих отвора, уских канала или осетљивих дијафрагми, сензор је природно отпоран на прљавштину и кристализацију које муче друге технологије. Његова робусна, отворена структура омогућава течности да слободно тече око вибрирајућих зупчаника, минимизирајући могућност накупљања минералних наслага или кристала урее и угрожавања мерења.

Сазнајте више о мерачима густине

Мерач густине ненуклеарне суспензије

Мерач хемијске концентрације

Мерач концентрације H₂O₂ у линији

Мерач концентрације етанола онлајн

Пројектовано за денитрационо окружење

Препознајући екстремне услове постројења за денитрацију, Lonnmeter је пројектовао своје сензоре имајући у виду науку о материјалима у првом плану. Примарне компоненте инструмента које су у контакту са материјама направљене су од робусних материјала попут нерђајућег челика 316, што пружа висок степен отпорности на хемијску корозију, посебно од веома агресивних супстанци попут амонијум карбамата. Материјали отпорни на корозију продужавају век трајања инструмента за мерење концентрације, интервале одржавања и смањују непланиране застоје.

Интегрисани сензор температуре и софистицирани алгоритми компензују варијације температуре, обезбеђујући стабилно и поуздано очитавање без обзира на флуктуације у процесној течности.

Беспрекорна интеграција и повезивање

Излаз струјне петље од 4-20mA Лонметра се лако интегрише са PLC или DCS системима јер:

Једноставно ожичење:Као двожични предајник, користи један пар жица и за пренос напајања и за пренос сигнала, смањујући сложеност.

Поуздан сигнал:Сигнал од 4-20mA је имун на падове напона на великим удаљеностима и отпоран је на електричну буку и електромагнетне сметње.

Линеарно скалирање:За опсег концентрације од 0-100%, 4mA одговара 0%, а 20mA 100%, што омогућава једноставно скалирање у систему управљања.

Безбедно и стабилно:Правилно уземљење кућишта сензора обезбеђује тачност сигнала и електричну безбедност, побољшавајући компатибилност са индустријским системима.

Оптимални положаји и практичне предности

Ефикасна имплементација сензора концентрације урее је више од самог прецизног мерења; ради се о стратешком постављању како би се максимизирала оперативна корист.

Фаза припреме и складиштења раствора урее

Прва и најлогичнија тачка за распоређивање сензора је на почетку процеса денитрације: резервоари за припрему и складиштење раствора урее. Сензор инсталиран у овој фази пружа кључну одбрану прве линије за контролу квалитета, проверавајући да ли је припремљени раствор исправне концентрације пре него што се чак и пошаље у систем за дозирање. Ово проактивно мерење може одмах открити грешке од неправилног ручног разблаживања, варијација у чврстој сировини урее или употребе контаминиране воде, спречавајући ширење ових проблема низводно и угрожавање целог процеса. Праћење концентрације у резервоару за складиштење такође пружа вредан алат за управљање залихама, обезбеђујући конзистентно и спремно снабдевање правилно формулисаним реагенсом.

Праћење линија за убризгавање и дозирање

Да би се омогућила истинска контрола затвореног круга, мерач концентрације урее треба инсталирати у линију за убризгавање или дозирање под високим притиском, непосредно пре млазница за убризгавање. Овакав положај омогућава најдиректније и најтачније мерење реагенса који улази у систем у реалном времену. Ови подаци уживо су основни улаз за напредне стратегије контроле које континуирано подешавају брзину убризгавања на основу измерених нивоа NOx у димним гасовима, температуре катализатора и других радних параметара.

Док неки контролни системи закључују о проблемима на основу флуктуација притиска у дозирној линији, директно, континуирано мерење концентрације пружа робуснији и поузданији сигнал. Оно може проактивно да детектује кварове пумпе, делимичне блокаде или ситуацију прекомерног/недовољног дозирања, омогућавајући брз, аутоматизован одговор пре него што се угрозе перформансе система у смањењу NOx. Овај приступ помера постројење са реактивног модела одржавања на проактивни, предиктивни.

Корелација са клизањем амонијака

Вредност сензора концентрације урее далеко превазилази једну тачку података. Обезбеђивањем стабилног и поузданог тока података, сензор омогућава систему управљања да прецизно управља брзином убризгавања реагенса, осигуравајући одржавање оптималног стехиометријског односа. Ова прецизност је директно повезана са минимизирањем цурења амонијака. Догађај предозирања може се спречити у реалном времену, смањујући и отпад реагенса и утицај на животну средину емисије нереагованог амонијака.